JP2023536583A - welding equipment - Google Patents
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Abstract
溶接処理を実行する電流を通すことができる少なくとも1つの電極用の移動アセンブリを備える溶接装置である。アセンブリは、少なくとも1つのシリンダーと、電極をしっかりと支持する少なくとも1つのステムとを備え、ステムは、シリンダー内に少なくとも部分的に収容され、少なくとも1つの電極を、溶接される部品に対して対応する溶接力で押し付けるように、シリンダーの長手方向軸(A)に沿って交互の直線運動で同軸的に移動可能である。溶接装置は、溶接力を測定するための装置を備え、当該装置は、プレートと複数の変形センサとを有し、プレートは、ステムと少なくとも1つの電極との間に安定に挿入され、それぞれの面が長手方向軸(A)に対して直角に配置され、複数の変形センサは、プレートに設けられた貫通スロット内に収容され、長手方向軸(A)を中心とした仮想円周に沿って配置される。A welding apparatus comprising a moving assembly for at least one electrode capable of carrying an electric current to carry out a welding process. The assembly includes at least one cylinder and at least one stem that firmly supports an electrode, the stem being at least partially housed within the cylinder and accommodating the at least one electrode relative to the part to be welded. It is movable coaxially in alternating linear movements along the longitudinal axis (A) of the cylinder so as to press with a welding force of. The welding device includes a device for measuring welding force, the device having a plate and a plurality of deformation sensors, the plate being stably inserted between the stem and at least one electrode, each of the The surfaces are arranged at right angles to the longitudinal axis (A), and the plurality of deformation sensors are housed in through slots provided in the plate, along an imaginary circumference about the longitudinal axis (A). Placed.
Description
本発明は、溶接装置に関する。 The present invention relates to welding equipment.
知られているように、「電気抵抗溶接」という用語は、溶接される材料が電気抵抗によって加熱される方法の広範的なカテゴリーを指す。 As is known, the term "electric resistance welding" refers to a broad category of methods in which the materials to be welded are heated by electrical resistance.
より正確には、この技術では、溶接すべき部品に少なくとも1つの電極を押し付けてから、電極及び当該部品に電流を流す。ジュール効果により、電流は、関連材料の液化及びそれに続く溶接まで、部品と電極との間の接触点の局所的な加熱を引き起こす。 More precisely, in this technique at least one electrode is pressed against the parts to be welded and then an electric current is passed through the electrodes and the parts in question. Due to the Joule effect, the current causes localized heating of the contact points between the part and the electrode, up to liquefaction of the material involved and subsequent welding.
同様に、優れた溶接を確保するには、電流強度と、溶接時間と、溶接中に部品に加えられる力との3つのパラメータを適切に調整し、それらを制御する必要があることが知られている。 Similarly, it is known that to ensure a good weld, it is necessary to properly adjust and control three parameters: current intensity, welding time, and force applied to the parts during welding. ing.
上記示した最初の2つのパラメータについては、十分な信頼性で所望の値を制御し、調整できる効率的な機器が現在知られているが、これまで、溶接力を制御するために採用されたさまざまな異なる解決策のいずれも完全に満足できるものではなかった。 Efficient instruments are now known that can reliably control and adjust the desired values for the first two parameters indicated above, but have heretofore been employed to control the welding force. None of the various different solutions have been entirely satisfactory.
実際には、ゲージ及び圧力調整弁を利用して制御を行う場合がある。この方法は、事前設定された圧力回路値を読み取って制御できるようにする点で、「間接」制御を適用する方法である。圧力回路値に、電極を押すシリンダーの断面積を掛けると、必要な力を得ることができる。しかしながら、ゲージは、プッシャーシリンダーから多少離れた回路の点で圧力値を読み取る。そのため、プッシャーシリンダーの滑り摩擦及びその負の重量影響(negative weight)、又は溶接に伴って発生し、「軸外」で作業している(溶接電極とシリンダーとが同軸でない)場合に、プッシャーシリンダーの動作に対抗する力を考慮することはできない。 In practice, gauges and pressure regulating valves may be used for control. This method is a method of applying "indirect" control in that preset pressure circuit values can be read and controlled. The required force can be obtained by multiplying the pressure circuit value by the cross-sectional area of the cylinder pushing the electrode. However, the gauge reads the pressure value at a point in the circuit some distance from the pusher cylinder. Therefore, the sliding friction of the pusher cylinder and its negative weight, or that occurs with welding, when working "off-axis" (welding electrode and cylinder are not coaxial), the pusher cylinder cannot consider the forces opposing the action of
したがって、実際には、ゲージ及び圧力調整弁を使用する電気抵抗溶接機は、望ましい値に対応する力の値を生成することができない。上記列挙した要因は、溶接サイクルごとに予測できないほど変化し、特に溶接プロセスの再現性が重要な要素を構成する場合に、通常許容できない振動及び偏差に繋がることとなる。 Thus, in practice, electric resistance welders using gauges and pressure regulating valves are unable to produce force values corresponding to desired values. The factors listed above change unpredictably from welding cycle to welding cycle, usually leading to unacceptable vibrations and deviations, especially when repeatability of the welding process constitutes a critical factor.
他の電気抵抗溶接機は、機械自体の構造の変形を測定できるセンサを使用して溶接力を制御しようとするものがある。このような変形は、溶接段階で発生した力によって生じる。作業中の高電流による擾乱及び干渉のために、これらのセンサは溶接点からかなりの距離を離れて配置される。そのため、このような電気抵抗溶接機は、前説明したタイプと同様な欠点を有し得る。すなわち、シリンダーの可動ステムの様々な構成要素間の摩擦によって消費される力成分を適切に考慮することができない欠点がある。したがって、溶接電極が溶接される材料層に加える力の正確な値を知ることはできない。 Other electric resistance welders attempt to control the welding force using sensors that can measure deformations in the machine's own structure. Such deformation is caused by the forces generated during the welding step. These sensors are placed at a considerable distance from the weld point due to disturbance and interference from high currents during operation. As such, such electric resistance welders may suffer from the same drawbacks as the previously described types. That is, it fails to adequately account for the force components consumed by the friction between the various components of the moving stem of the cylinder. Therefore, it is not possible to know the exact value of the force that the welding electrode exerts on the layer of material to be welded.
上記のアプローチは両方とも、更なる不正確性に影響される。例えば、関連する温度の影響(温度は、電極における力を更に変化させることで、システムの歩留まりを変更する)、又は、測定コンポーネントが受けるヒステリシス効果の影響がある。ヒステリシス効果の影響は、より高い調整値からより低い値へ、又はその逆に移行するときに生じる。 Both of the above approaches are subject to additional inaccuracies. For example, there is a relevant temperature effect (temperature alters the yield of the system by further changing the force on the electrodes) or a hysteresis effect experienced by the measurement components. A hysteresis effect occurs when transitioning from a higher adjustment value to a lower value or vice versa.
これらの理由、及び溶接中に発生する力に関する明確な情報を得ることが不可能であるため、時々、オペレータは、電極に加えられている実際の力のチェックを実行するために、生産を停止させて、電極間に力測定装置(例えば、サンプルロードセル)を挟み、必要な調整を行わなければならない。 For these reasons, and the impossibility of obtaining clear information about the forces occurring during welding, sometimes operators stop production to perform a check of the actual forces being applied to the electrodes. A force-measuring device (e.g., a sample load cell) must be placed between the electrodes and the necessary adjustments made.
しかしながら、このチェックは通常、電極に電流を流さずに実行されることを考えると、読み取った力の値及びそれに基づいた新たな調整は、溶接中に発生する作業条件に対応するものではない。更に、溶接の間に、電極間の電流の流れにより、加えられた力の方向とは反対方向の電磁力が生成され、これにより、電極の接触から力を差し引くことができる。 However, given that this check is usually performed without current flowing through the electrodes, the force values read and the new adjustments based on them do not correspond to the working conditions that occur during welding. Furthermore, during welding, the flow of current between the electrodes produces an electromagnetic force in the opposite direction of the applied force, which can be subtracted from the contact of the electrodes.
本発明の目標は、上記の問題を解決することであり、溶接力、すなわち、電極が溶接される部品に対して押し付ける力の最適な測定を実行することができる溶接装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The aim of the present invention is to solve the above problems and to provide a welding device capable of performing an optimal measurement of the welding force, i.e. the force with which the electrode presses against the parts to be welded. .
この目標の範囲内で、本発明の目的は、プッシャーシリンダーの軸に対する電極の位置とは無関係に、溶接力の読み取り及び正確な調整を実行できる溶接装置を提供することである。 Within this goal, it is an object of the present invention to provide a welding device capable of reading and accurately adjusting the welding force independently of the position of the electrode with respect to the axis of the pusher cylinder.
本発明の別の目的は、溶接自体に発生する電磁力による歪みやその他の擾乱効果の影響を受けることなく、最適な溶接力の測定を実行できる溶接装置を提供することである。 It is another object of the present invention to provide a welding apparatus that is capable of performing optimal weld force measurements without being subject to distortion or other disturbing effects due to electromagnetic forces generated in the weld itself.
本発明の別の目的は、動作の高い信頼性を保証する溶接装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide a welding device that ensures a high reliability of operation.
本発明の別の目的は、従来の装置とは別の技術的及び構造的アーキテクチャを採用する溶接装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a welding device that employs a different technical and structural architecture than conventional devices.
本発明の別の目的は、市場で容易に入手できる要素及び材料を使用して容易に実施できる溶接装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a welding apparatus that is easy to implement using components and materials that are readily available on the market.
本発明の別の目的は、低コストで安全に適用できる溶接装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a welding device that is low cost and safe to apply.
この目標、並びに以下により明らかになるこれら及び他の目的は、請求項1に記載の溶接装置によって達成される。
This goal, as well as these and other objects that will become apparent hereinafter, are achieved by a welding device according to
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面において非限定的な例として示される、本発明による溶接装置の好ましいが排他的ではない実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。なお、添付の図面において、図6から図12は、第1の実施形態に係る、変形センサを有さない、本発明の測定装置を示す図である。図13から図17は、第2の実施形態に係る本発明の測定装置を示す図である。 Further features and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of preferred but not exclusive embodiments of the welding apparatus according to the invention, which are shown by way of non-limiting example in the accompanying drawings. deaf. In the accompanying drawings, FIGS. 6 to 12 show the measuring device of the present invention, which does not have a deformation sensor, according to the first embodiment. 13 to 17 are diagrams showing a measuring device of the present invention according to a second embodiment.
特に図面を参照すると、符号1で本発明による溶接装置を全体的に示している。本発明による溶接装置1は、少なくとも1つの電極(添付の図面には示されていないが、形がどうであれ、それ自体は知られている電極)用の移動アセンブリ2を備える。当該電極は、電極の移動軌道(交互並進)に沿って配置され、互いに溶接される2つ以上の部品上で、溶接処理を実行するための電流を通すことができる。
Referring specifically to the drawings, the
より詳細には、アセンブリ2は、少なくとも1つのシリンダー3(典型的には空気圧式、水圧式、又は油圧式)と、電極をしっかりと(後述するように、間接的に)支持する少なくとも1つのステム4とを備える。より詳細には、ステム4は、少なくとも部分的にシリンダー3に収容され、シリンダー3の長手方向軸Aに沿った交互の直線運動で同軸的に移動可能である。これによって、電極を、対応する溶接力で溶接される部品に対して押し付けることができる。それ自体が知られている方法によれば、シリンダー3からステム4を(部分的又は全体的に)引き抜く行程中に、当該ステム4に支持されている電極が部品と接触し、溶接力が発生する。溶接が完了すると、溶接部品の除去、及び別の処理を実行するための装置1の準備を容易にするために、ステム4は、(交互の直線運動の一部として)シリンダー3に再び入ることができる。
More specifically,
より正確には、それ自体が知られている方法によれば、装置1は通常、支持面5を画定し、支持面5の上に溶接される部品(例えば一対の金属板)を配置することができる。支持面5は、効果的には、電極が移動できるストロークに沿って(又はストロークの終端において)配置され、これによって、電極が部品を表面5に押し付け、電流が流れて溶接を行うことができる。
More precisely, according to a method known per se, the
表面5では、第2の電極が(反対側から)作用することができ、又は形はどうであれ、第2の電極は電流の流れを可能にする部品自体であることができる。 On the surface 5 a second electrode can act (from the opposite side) or the second electrode can be the part itself, whatever the shape, allowing the flow of current.
いかなる場合でも、これまでの技術及び方法はそれ自体が知られているため、それらについて更に説明する必要はない。 In any case, the previous techniques and methods are known per se and need not be explained further.
好ましい用途において、装置1は、(様々な既知のタイプの)電気抵抗溶接処理を実行するように構成されていることにも留意されたい。これにより、溶接される部品は、電極が部品を表面5に押し付けている間(又は、より一般的には、部品が対応する電極間にクランプ(clamped)されている間に)、電気抵抗によって加熱される。
It should also be noted that in preferred applications the
いかなる場合でも、本発明による装置1を使用して、別のタイプの溶接処理を実行できる可能性が提供される。
In any case, the possibility is provided to carry out another type of welding process using the
本発明によれば、装置1は、溶接力の測定装置6を備える。より詳細には、以下でより詳細に説明されるように、装置6は、ステム4及びそれぞれの電極が溶接の間に溶接される部品に対して押し付ける力の値を測定する。
According to the invention, the
装置6はプレート7を含み、プレート7は、ステム4と電極との間に安定に挿入され、それぞれの面7a、7bは長手方向軸Aに対して直角に配置される。直感的に認識されるように、添付の図からでも、プレート7の面7a、7bは、プレート7の2つのより大きい寸法によって識別される(3つ目の寸法は、プレート7の厚さ又は高さであって、そして、長手方向軸Aと整列又は平行である)。
The
プレート7は、好ましくは、非磁性金属材料で作られ、実質的に矩形(添付図面のように)、正方形、円形などである。
更に、装置6は複数の変形センサ8(シンプルに示すため、図13のみに示されている)を含み、複数の変形センサ8は貫通スロット9に収容されている。貫通スロット9は、プレート7に設けられ、長手方向軸Aを中心とした仮想円周B(その輪郭が図9、図15、及び図17に示されている)に沿って(プレート7の上又は下から見たとき)配置されている。
Furthermore, the
センサ8は、電極又は電極を支持する要素(以下でより明らかになるように)に直接接触して配置された、及び/又は、形がどうであれ、溶接点の付近に配置されたプレート7の、発生された溶接力(単独で)による変形を測定する。したがって、読み取り値に影響を与えたり変更したりする干渉又は歪み無しに、センサ8によって得られる読み取り値により、溶接力の最適な測定値を得ることが可能となる。したがって、この点で、設定された目標が達成される。
The
具体的には、特に実用的な2つの実施形態によれば、プレート7は、4つ(図6から図12に示す解決策のように)又は8つ(図13から図17に示す解決策のように)に等しい数のスロット9を有する。どちらの場合にも、これらのスロット9は、互いに同じ寸法を有し、仮想円周Bに沿って規則的に配布している。スロット9の円周上の大きさ(すなわち、仮想円周Bに沿った測定値)は、1つのスロット9の終端と次のスロットの始端との間に、わずかなスペース(例えば、5から10ミリメートル)を残す程度である。いずれにせよ、あるスロット9の終端と次のスロットの始端との間に含まれるプレート7の部分の残りのセクションは、使用される材料の種類、シリンダー3の最大負荷、及びより一般的には、予想される最小及び最大の変形量によって、便利に計算することができる。
In particular, according to two particularly practical embodiments, the
いずれにせよ、本明細書で主張される保護の範囲は、任意の数のスロット9を備えるプレート7を含み、これらのスロットは、互いに同一である必要はなく、及び/又は、必ずしも仮想円周Bの周りに規則的に配布する必要はないことに注意されたい。
In any event, the scope of protection claimed herein includes a
本発明の適用の非限定的な例として、図13にも示される好ましい実施形態では、各センサ8は電気抵抗歪みゲージであって、層状支持体8a上にしっかりと適用された変形可能な要素を含む。そして、当該支持体8aは、それぞれのスロット9の、仮想円周Bに沿って互いに対向に位置する2つの端壁9aのうちの1つにしっかりと適用される。
As a non-limiting example of the application of the invention, in a preferred embodiment also shown in FIG. 13, each
知られているように、支持体8a(プレート7)が適用される物体は、受ける応力によって変形し、当該変形によって、変形可能な要素が変形する。これによって、電流の流れに対抗する電気抵抗が変化する。この変化を適切に測定することによって、変形の値、そして、プレート7に加えられた力の値を見出すことを可能にすることができる。
As is known, the object to which the
溶接力の更に正確な測定値を取得することを可能にする好ましい実施形態では、図13を更に参照すると、各スロット9(それらの数に関係なく)は、1対の歪みゲージ(又は他のセンサ8)を収容する。1対の歪みゲージは、それぞれの端壁9aに適用される(又はスロット9の別の点に配置される)。具体的な要求に応じて、同じスロット9の2つのセンサ8を、同じ軸方向高さ(すなわち、長手方向軸Aに沿って測定した高さ)又は異なる高さで取り付けることができる。
In a preferred embodiment that allows a more accurate measurement of weld force to be obtained, and with further reference to FIG. It houses the sensor 8). A pair of strain gauges is applied to each
同じスロット9又は異なるスロット9に収容された歪みゲージ又は別のタイプの2つ以上のセンサ8の存在により、最終結果を自動的に補正することができ、溶接力の適用位置とは無関係に、絶対値としての結果を得ることができる。
The presence of two or
有用的には、プレート7の各面7a、7bは、各一対の隣接するスロット9の間に、センサ8の電気接続(ワイヤなど)のための収容溝10を有する。また、各溝10は、仮想円周Bに沿って効果的に配置される。
Usefully, each
シンプルにするために、電気接続は添付の図には示されていないが(図13において、センサ8に接続された端子が概略的に示されている)、それら自体は知られており、したがって、当業者にとって容易に直観することができる。溝10(好ましくは半円形の底部、又は他の丸みを帯びた底部を有するが、これに限定されない)は、センサ8間の電気接続を配置するための凹部を効果的に画定する。これによって、面7a、7bが装置1の周囲の要素に接するとき、センサ8間の電気接続が押しつぶされたり損傷したりする恐れがない(これは、以下でより詳細に説明される。また、図1又は図4を参照すれば明確に分かるように)。
For simplicity, the electrical connections are not shown in the accompanying figures (in FIG. 13 the terminals connected to the
変形そして力を測定するために使用されるセンサ8(及びそれぞれの電気接続)の最適な保護を正確に保証するために、有利的には、スロット9及び溝10は、複数の環状保護プラグ11のそれぞれによって閉じられ、複数の環状保護プラグ11は、プレート7の対応する面7a、7bに適用され、仮想円周Bに沿って配置される。
Advantageously, the
環状プラグ11は、ほこり、破片、及び他の種類の不純物がプレート7に入るのを防ぎ、したがって、スロット9及び溝10内に収容されている構成要素の完全性及び機能性を保護することができる。
好都合的には、溶接装置1は、電子制御及び管理ユニットを備え、当該電子制御及び管理ユニットは、移動アセンブリ2の作動及び溶接力の強度の調整のために構成される。このユニットは、センサ8によって収集されたデータに基づいて溶接力の強度を調整するための命令を含み、センサ8は、ユニット自体によってこの目的のために制御される。
Advantageously, the
電子ユニットは、任意のタイプのものとすることができ、例えば、装置1に搭載された電子コントローラとすることができる。ただし、異なるタイプの電子ユニット(装置1に取り付けられているかどうかにかかわらず)を使用する可能性は排除されない。したがって、電子ユニットは、再プログラム可能な任意のハードウェアプラットフォームであってもよく、又は、形がどうであれ、溶接力の強度及び/又はステム4のストロークに作用することができる。
The electronic unit can be of any type, for example an electronic controller mounted on the
より詳細には、電子ユニットは、決定された溶接サイクル(処理)(典型的にはコンマ数秒の継続時間を有する)において実際に発生する溶接力の値を、予め設定された力の値と比較するように構成される。逸脱が発生した場合、真っ先にそのサイクル中に即時の介入を行うことができるが、より一般的には(単一のサイクルの継続時間が非常に短いことを考えると)、逸脱の検出により、ユニットが次のサイクルでその偏差を補正するように自動的に修正を行うことが保証される。実用的な観点から、溶接力を設定、制御、及び変更するために、電子ユニットは、例えば、ステム4の動きに関与する回路の回路圧力に(比例サーボ弁を介して)作用し、所望の負荷に到達して維持するようにそれを修正することができる。 More precisely, the electronic unit compares the value of the welding force actually occurring in the determined welding cycle (treatment) (typically having a duration of several tenths of a second) with the preset force value. configured to If a deviation occurs, immediate intervention can be made during that cycle first and foremost, but more generally (given the very short duration of a single cycle), deviation detection It is guaranteed that the unit will automatically make corrections in the next cycle to correct the deviation. From a practical point of view, in order to set, control and change the welding force, the electronic unit acts, for example, on the circuit pressure of the circuit responsible for the movement of the stem 4 (via a proportional servovalve) to achieve the desired It can be modified to reach and maintain load.
有利的には、測定装置6は、センサ8によって収集されたデータを電子制御及び管理ユニットに転送するために、センサ8を信号変換器に接続するための接続ケーブル12を備える。したがって、換言すれば、アセンブリ2によって生成された荷重の適用中に、センサ8の変形は、電気信号に変換され、そして、電子ユニットによって処理される。電子ユニットは、例えば、daN単位で表される適用された荷重を返すことができる。
Advantageously, the measuring
接続ケーブル12は、プレート7の側面に沿って設けられ、スロット9(センサ8が収容される)と直接的又は間接的に連通して配置されたトラック13内に少なくとも部分的に収容される。
The connecting
溝10と同様に、トラック13は、接続ケーブル12をプレート7に実際に収容することを可能にする。これによって、接続ケーブル12がプレート7自体の大きさ(bulk)から突出させることなく、したがって接続ケーブル12を保護した状態にすることができる。
Like the
接続ケーブル12をより確実に保護するために、トラック13は、好ましくは、挿入部材14(金属製又は別の材料製)で閉じられる。挿入部材14は、プレート7の対応する側面に適用され、接続ケーブル12が出入りするように穴が開けられている(例えば、図7に示されているように)。
In order to better protect the connecting
有用的には、プレート7は、スロット9と直接的又は間接的に連通して配置された側方ポケット15を有する。側方ポケット15は、センサ8に関連する電子部品、及びこれらのセンサ8の外部電気接続端子を収容する。
Usefully, the
例えば、図17に示すように、ポケット15は、第1の円筒形穴16を介してスロット9の1つと連通することができる(したがって、溝10によって、ポケット15は他のスロット9とも連通している)。
For example, as shown in FIG. 17, the
このようにして、全てのセンサ8を、ポケット15に収容されたものと互いに接続することができる。更に、第2の円筒形穴17は、ポケット15をトラック13に接続し、これによって、さまざまな構成要素間の接続を完成させ、全てがプレート7の大きさ内に効果的に保持することができる。
In this way all
前述した環状プラグ11及び挿入部材14についての保護と同様な目的で、ポケット15はまた、輪郭形成プラグ15aによって閉じることができることに留意されたい。
Note that
いかなる場合でも本発明の適用を限定しない好ましい実施形態では、プレート7の第1の面7aはステム4の自由端に安定に固定され、第1の面7aの反対側にあるプレート7の第2の面7bは、電極の支持ブロック18に安定に固定される。
In a preferred embodiment, which does not limit the application of the invention in any way, the
より詳細には、プレート7は、プレート7に沿って設けられた、対応する(長手方向軸Aの周りに均等に配置される)第1の穴20に挿入される一連の第1のねじ19によって、ステム4と一体化される。ステム4とプレート7との間の接触領域は、(電気ケーブルの出口のために更に設けられた中央穴21を除き)ステム4の外径に効果的に対応する。このようにして、ステム4とプレート7との間の結合は、第1のねじ19の締め付けによって形成され、プレート7において変形を生じさせない。
More specifically, the
同様に、好ましいが排他的ではない実施形態を更に参照すると、ステム4との接触の反対側、したがって、第2の面7bに沿って、長手方向軸Aと同軸であって、ステム4の直径よりも広い寸法を有する円形の浅い凹部22が設けられている。このようにして、支持ブロック18上のプレート7の載置面は、ステム4の直径の外側の領域において、プレート7の第2の面7bの全体から浅い凹部22の表面を差し引いたものに対応することができる。
Similarly, with further reference to preferred but not exclusive embodiments, the diameter A circular
同様に、1つのスロット9の終端と次のスロットの始端との間に(仮想円周Bに沿って)含まれるプレート7の部分において、ステム4とブロック18との間に軸方向の「連続性」(空きスペース又は空洞がない)があることに留意されたい。好ましくは、これらの部分は、一次作業方向(primary working direction)及び二次作業方向(secondary working direction)に沿って配置される。
Similarly, in the portion of the
本発明による溶接装置の動作は以下の通りである。 The operation of the welding device according to the invention is as follows.
示しているように、電極の支持ブロック18(又はいかなる場合の電極)は、ステム4に固定され、ステム4は、長手方向軸Aに沿って交互の直線運動を行うことができる。このようにして、装置1はプレスとして作用し、電極は、シリンダー3から最大抽出の限界位置に達するか、又は最大抽出の限界位置の方向に移動すると、表面5上に予め配置された2つの部品に対して圧力下に置かれる。これによって、それらの部品の(好ましくは電気抵抗溶接を含むが、これに限定されない様々な技術による)溶接を実行することができる。
As shown, the
溶接の実施に関与する方法及び要素は、それ自体が従来型のものである。本発明の特徴は、示されているように、ステム4の自由端と電極との間(ステム4とブロック18との間)に挿入される測定装置6の採用及びその構造/構成である。
The methods and elements involved in performing welding are conventional per se. A feature of the present invention is the employment and construction/arrangement of the measuring
測定装置6は、スロット9によりセンサ8を収容するための内部を画定するプレート7を備え、センサ8は、ステム4が溶接される部品に対して電極を押し付け、必要な溶接力を加えたときに、プレート7に生じる変形を測定するために用いられる。
The measuring
プレート7は、(電極又はその支持ブロック18の)溶接点に直接接触するか、又はその付近に配置されるため、センサ8によって読み取られるプレート7の変形は、部品に加えられた溶接力による変形である。当該読み取り値は、従来の方法における、溶接点から多少離れた位置にあるセンサによって行われる読み取りに影響を与える妨害要因による影響を受けることはない。ステム4の滑り摩擦、その負の重量影響(negative weight)、消失(dissipation)、及び溶接中に発生する可能性があるその他の反応、そしてそれらによって、溶接点から離れた場所でその影響が感知されるものがあっても、センサ8の読み取り値は一切影響されることなく、実に正確性及び精密性を保つことができる。
Since the
スロット9は、溶接中に電極を通過する(高強度な)電流によって引き起こされる擾乱、力、又は干渉に対してセンサ8に遮蔽及び保護を提供し、これによって、センサ8はそのような擾乱に対して感知しにくくなる。まさにこの理由で、本発明は、センサ8を溶接点の付近に配置し、処理実行中にリアルタイムで力を読み取ることを可能にすることができる。
このように、本発明による装置1は、溶接力、つまり、実際の溶接中に溶接される部品に加えられる力の最適な測定を実行でき、そしてプロセスの不確実性を排除できるため、設定された目的を完全に達成していることが分かる。
In this way, the
プレート7が電極及び/又は対応するブロック18と接触し、センサ8が長手方向軸Aに沿って配置されているため、これらのセンサによって取得された読み取り値は、電極が長手方向軸Aと整列していない場合(一部の用途において生じる)であっても、実に正確であり、精密である。したがって、装置1は、シリンダー3の長手方向軸Aに対する電極の位置とは無関係に、溶接力の読み取り及び正確な調整を実行することができる。これは、本発明によって達成される、非常に実用的であり、間違いなく更なる利点を表している。それは、溶接力を検出するために従来の装置で使用されることがあるロードセルの使用に関連する主な問題の1つが知られており、すなわち、実際に、そのようなシステムは、その設計方法により、採用される力センサの位置に対する電極の終点の位置に敏感である事実に関連しているためである。
Since the
更に、プレート7は、溝10、トラック13、及びポケット15(並びに円筒形の穴16、17)を備えているため、操作に及び(プラグ11、15a、及びおよび挿入部材14による)センサ8の機能的接続に必要な全ての構成要素を収容し、遮蔽し、保護することが可能であることが分かる。この点も、装置6によって実行される測定が、高い信頼性及び正確性を有することを可能にする(装置のあらゆる部分での歪みや干渉の影響を受けないため)。
In addition, the
例えば、電子ユニットに関連するインターフェースを介して、オペレータは溶接サイクルの実行に関連する様々なパラメータをプログラムできる。例えば、溶接段階に電極に適用される直接的な力の値(daN単位)、上部電極(ステム4によって支持されるもの)に接近するステップを実行する秒又はミリ秒単位の時間、溶接効果に必要な電流値(アンペア単位)、溶接を実行する秒又はミリ秒単位の時間。 For example, through an interface associated with the electronic unit, an operator can program various parameters associated with performing a welding cycle. For example, the value of the direct force (in daN) applied to the electrode during the welding phase, the time in seconds or milliseconds to perform the step of approaching the upper electrode (supported by the stem 4), the welding effect The required current value in amperes, the time in seconds or milliseconds to perform the weld.
本発明による装置1は、長手方向軸Aに対する電極の位置に関する情報を必要としないことを再度強調しておく。なぜなら、これは測定装置6の読み取りに影響を及ぼさないことが既にわかっているためである。
It is emphasized again that the
単に例として(当然本発明の適用を限定するものではない)、可能な溶接サイクルは以下の値を有することができる。すなわち、溶接力が500daNであって、アプローチ時間が0.2秒であって、電流値が40,000Aであって、そして溶接時間が0.2秒である。 Merely by way of example (and, of course, without limiting the application of the invention), a possible welding cycle may have the following values. That is, the welding force is 500 daN, the approach time is 0.2 seconds, the current value is 40,000 A, and the welding time is 0.2 seconds.
ここで、サイクルを順に開始すると、以下のステップが実行される。設定されたアプローチ時間の間に、上部電極を支持するステム4を降下させる。電子ユニットによりサーボ弁にフィードバックすることによって、設定された溶接力を与えるためのシリンダー3に必要な圧力を決定する。そして、電極に加えられた力が所望の値に対応することが測定装置6により検出されると、プログラムされた時間及び強度で電極に電流を送ることで溶接が開始される。
Now starting the cycle in order, the following steps are performed. During the set approach time, the
したがって、本発明は、各単一の溶接サイクルの各単一のステップを直接且つ独立に制御及び管理することができる。 Thus, the present invention provides direct and independent control and management of each single step of each single welding cycle.
これは、本発明の別の利点を表している。既知の解決策では、多くの場合、オペレータは全てのサイクルステップを含む時間値を設定しなければならないという点である。これによって、サイクルごとに異なる溶接効果が得られる(例えば、電極アプローチステップで使用される時間が短いと、サイクルの次のステップの時間が長くなるなど)。したがって、かなりの生産上の変動が生じる。 This represents another advantage of the invention. Known solutions often require the operator to set a time value that includes all cycle steps. This results in a different welding effect from cycle to cycle (eg, a shorter time used in the electrode approach step leads to a longer time in the next step of the cycle, etc.). Therefore, considerable production variation occurs.
最後に、取得された読み取り値と予め設定された力の値との間の(例えば、長手方向軸Aと電極との間の整合性の欠如、及び/又は溶接によって生成された電磁効果による)偏差は、電子ユニットによって、次のサイクルで自動的に補正され、修正される。 Finally, between the obtained reading and the preset force value (e.g. due to lack of alignment between the longitudinal axis A and the electrodes and/or electromagnetic effects produced by welding) Deviations are automatically corrected and corrected in the next cycle by the electronic unit.
このように着想された本発明は、多数の修正及び変形が可能であり、それらの全ては添付の特許請求の範囲内に含まれる。更に、全ての詳細は、他の技術的に同等の要素で置き換えることができる。 The invention thus conceived is susceptible to numerous modifications and variations, all of which fall within the scope of the appended claims. Moreover, all the details may be replaced with other technically equivalent elements.
示された実施形態において、特定の例に関連して示された個々の特徴は、実質的に、他の実施形態に存在する他の異なる特徴で置き換えることができる。 In the illustrated embodiments, individual features shown in relation to specific examples can be substantially replaced with other different features present in other embodiments.
実際に、使用される材料及び寸法は、要求及び最新技術に応じて任意であってもよい。 In fact, the materials and dimensions used may be arbitrary depending on the requirements and the state of the art.
本出願が優先権を主張するイタリア特許出願第102020000018202号の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。 The disclosure of Italian Patent Application No. 102020000018202 from which this application claims priority is incorporated herein by reference.
請求項で言及されている技術的特徴の後に参照符号が続く場合、これらの参照符号は、請求項の理解を高めることのみを目的として含まれており、したがって、そのような参照符号は、そのような参照符号によって例として識別される各要素の解釈への限定的な影響を与えるものではない。 When technical features mentioned in a claim are followed by reference signs, these reference signs are included for the sole purpose of enhancing the understanding of the claims and, therefore, such reference signs refer to Such reference numerals are not intended to have a limiting effect on the interpretation of each element identified as an example.
Claims (10)
前記移動アセンブリ(2)は、少なくとも1つのシリンダー(3)と、前記電極をしっかりと支持する少なくとも1つのステム(4)とを備え、
前記ステム(4)は、前記シリンダー(3)内に少なくとも部分的に収容され、少なくとも1つの前記電極を、対応する溶接力で溶接される部品に対して押し付けるように、前記シリンダー(3)の長手方向軸(A)に沿って交互の直線運動で同軸的に移動可能であり、
前記溶接力を測定するための装置(6)を備え、
前記装置(6)は、プレート(7)と、複数の変形センサ(8)とを有し、
前記プレート(7)は、前記ステム(4)と少なくとも1つの前記電極との間に安定に挿入され、それぞれの面(7a、7b)が前記長手方向軸(A)に対して直角に配置され、
複数の前記変形センサ(8)は、前記プレート(7)に設けられた貫通のスロット(9)内に収容され、前記長手方向軸(A)を中心とした仮想円周(B)に沿って配置される、
ことを特徴とする、溶接装置。 A welding device comprising a moving assembly (2) for at least one electrode capable of passing an electric current to perform a welding process,
said moving assembly (2) comprises at least one cylinder (3) and at least one stem (4) rigidly supporting said electrode;
Said stem (4) is at least partly housed within said cylinder (3) and of said cylinder (3) so as to press said at least one electrode against the parts to be welded with a corresponding welding force. coaxially movable in alternating linear motion along the longitudinal axis (A);
a device (6) for measuring the welding force;
The device (6) comprises a plate (7) and a plurality of deformation sensors (8),
Said plate (7) is stably inserted between said stem (4) and said at least one electrode, with respective faces (7a, 7b) arranged perpendicular to said longitudinal axis (A). ,
A plurality of said deformation sensors (8) are housed in through slots (9) provided in said plate (7) and along an imaginary circumference (B) about said longitudinal axis (A) to be placed,
A welding device characterized by:
ことを特徴とする、請求項1に記載の溶接装置。 Said plate (7) has a number of said slots (9) equal to four or eight, said slots (9) having dimensions identical to each other and along said imaginary circumference (B) regularly distributed
The welding device according to claim 1, characterized in that:
前記層状支持体(8a)は、それぞれの前記スロット(9)の、前記仮想円周(B)に沿って互いに対向に位置する2つの端壁(9a)のうちの1つにしっかりと適用されている、
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の溶接装置。 each said deformation sensor (8) is an electrical resistance strain gauge comprising a deformable element rigidly applied to a layered support (8a),
Said layered support (8a) is firmly applied to one of the two end walls (9a) of each said slot (9) located opposite each other along said imaginary circumference (B). ing,
The welding device according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする、請求項3に記載の溶接装置。 each said slot (9) contains a pair of said electrical resistance strain gauges applied to respective said end walls (9a);
The welding device according to claim 3, characterized in that:
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項又は2項以上に記載の溶接装置。 Each said face (7a, 7b) of said plate (7) has, between each pair of adjacent said slots (9), a receiving groove (10) for electrical connection of said deformation sensor (8). , the accommodation groove (10) is arranged along the virtual circumference (B),
The welding device according to any one or more of claims 1 to 4, characterized in that:
複数の前記環状保護プラグ(11)は、前記プレート(7)の対応する前記面(7a、7b)上に適用され、前記仮想円周(B)に沿って配置される、
ことを特徴とする、請求項5に記載の溶接装置。 said slots (9) and said receiving grooves (10) are each closed by a plurality of annular protective plugs (11);
a plurality of said annular protective plugs (11) are applied on corresponding said faces (7a, 7b) of said plate (7) and arranged along said imaginary circumference (B);
The welding device according to claim 5, characterized in that:
前記電子制御及び管理ユニットは、前記変形センサ(8)によって収集されたデータに基づいて、前記溶接力の強度を調整するための命令を含み、
前記変形センサ(8)は、前記電子制御及び管理ユニットによって制御される、
ことを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項又は2項以上に記載の溶接装置。 an electronic control and management unit configured for operation of said moving assembly (2) and regulation of the strength of said welding force;
said electronic control and management unit comprising instructions for adjusting the intensity of said welding force based on data collected by said deformation sensor (8);
said deformation sensor (8) is controlled by said electronic control and management unit,
The welding device according to any one or more of claims 1 to 6, characterized in that:
前記接続ケーブル(12)は、
前記プレート(7)の側面に沿って設けられ、前記スロット(9)と直接的又は間接的に連通して配置されたトラック(13)内に少なくとも部分的に収容されている、
ことを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項又は2項以上に記載の溶接装置。 Said device (6) includes a connecting cable (12) for connecting said deformation sensor (8) to a signal converter in order to transfer the data collected by said deformation sensor (8) to said electronic control and management unit. ),
The connection cable (12) is
at least partially housed in a track (13) provided along the side of said plate (7) and arranged in direct or indirect communication with said slot (9);
The welding device according to any one or more of claims 1 to 7, characterized in that:
前記スロット(9)と直接的又は間接的に連通して配置され、前記変形センサ(8)に関連する電子部品及び前記変形センサ(8)の外部電気接続端子を収容する側方ポケット(15)を有する、
ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項又は2項以上に記載の溶接装置。 Said plate (7) is
a lateral pocket (15) arranged in direct or indirect communication with said slot (9) for accommodating electronic components associated with said deformation sensor (8) and external electrical connection terminals of said deformation sensor (8); has a
The welding device according to any one or more of claims 1 to 8, characterized in that:
前記第1の面(7a)の反対側にある前記プレート(7)の前記面(7a、7b)のうちの第2の面(7b)は、少なくとも1つの前記電極の支持ブロック(18)に安定に固定されている、
ことを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項又は2項以上に記載の溶接装置。 a first surface (7a) of said surfaces (7a, 7b) of said plate (7) is stably fixed to the free end of said stem (4);
A second side (7b) of said sides (7a, 7b) of said plate (7) opposite said first side (7a) is attached to a support block (18) of at least one of said electrodes. stably fixed,
The welding device according to any one or more of claims 1 to 9, characterized in that:
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